КИСЛОРОДНЫЕ ФОРМЫ В СИСТЕМЕ ГАЗ
advertisement
RMS DPI 2006-1-49-0 КИСЛОРОДНЫЕ ФОРМЫ В СИСТЕМЕ ГАЗ-МИНЕРАЛ Котова О.Б. Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар kotova@geo.komisc.ru Поверхность минералов при обычных условиях покрыта адсорбированными молекулами, в том числе содержащих кислород. Энергия связи кислорода адсорбированной молекулы (радикала) зависит от числа окружающих атомов металла, которое всегда будет меньше координационного числа кислорода в решетке оксидного кристалла. Была исследована структура поверхности минералов и многообразные поверхностные кислородные формы в системе газ-минерал O-, O2-, O22-, O3и другие. Концентрация поверхностных кислородных форм зависит от спектра облучения, генетических и структурных особенностей минерала, состава, давления и температуры соседней фазы [1]. Много работ посвящено исследованию реакционной способности ион-радикалов O-, O2-, O3- решетки кристалла в зависимости от грани в различных поверхностных процессах. Для образования подобных кислородных форм использовали фотореакции электронных центров с N2O, фотосорбцию кислорода и последовательность перечисленных реакций. Реакционная способность иона кислорода в таких реакциях находится в соотношении O- > O3- > O2-, в тоже время проведенные исследования показали, что ион-радикалы O2- способны создавать дополнительные центры, что приводит к увеличению интенсивности фотоиндуцированной адсорболюминесценции [2]. Достаточно много проблем при определении энергии активации десорбции адсорбированных форм кислорода (даже при условии, что скорость откачки газа из реактора много больше скорости десорбции молекул с поверхности). При таких условиях энергию активации десорбции можно оценить. Наиболее интересны исследования температурной зависимости дефектообразования. Например, облучение оксидных кристаллов (рутил, бадделеит) при низких температурах приводит к образованию дырочных центров двух типов и возникновению двух форм “аномально” адсорбированного кислорода, различие между которыми, по-видимому, связано с разным окружением, а также дополнительно образованным электронным центрам (и связанным с ним форм “нормально” адсорбированного кислорода). Показано, что облучение приводит к перестройке поверхности оксидных кристаллов за счет дефектообразования и появлению кислородных форм с энергией связи, пониженной по сравнению с исходной до облучения. При этом часть 139 решеточного кислорода переходит в адсорбированную форму. В процессе перестройки кислород газовой фазы конкурирует с подвижными ионами кислорода образца при захвате энергетически выгодных положений на поверхности кристалла. Таким образом, для оксидных систем характерен процесс перестройки поверхности за счет фотостимулированного дефектообразования. Возникающие при низкотемпературном облучении центры способствуют формированию поверхностных образований с меньшей энергией активации десорбции. Выявлен низкотемпературный максимум эффективности фотостимулированного образования. Исследования выполнялись при поддержке гранта РФФИ-Урал 0405-96020 и интеграционного проекта фундаментальных научных исследований УрО РАН и СО РАН. 1. Котова О.Б. Поверхностные процессы в тонкодисперсных минеральных системах. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. C.195. 2. Kotova О. Adsorbophysical characteristics of precious metals in comparison with other minerals // J. Minerals Engineering, 2004. Vol.17(6). P. 833–837. 140
